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一般教科
最終更新日 : 2021/03/08
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力学の基本的な思考

どうもこんにちは、さとうです。
みなさんは物理が得意ですか?
物理どころか物理の基礎からつまずいて、文系科目を選択する方も少なくないと思います。

かく言う自分も、理系を選んだのは文系科目が嫌いだったからで、物理はからっきし。
受験前になって必死で勉強してようやく概論を掴んだくらいでした。

そんな自分が掴んだ物理の力学の基礎の中の基礎を、
ここに記したいと思います。

もしよろしければ読んでいってください。

勘違いしてはいけない・・・

まず、初学者が勘違いしていることがあります。
それは「物理は実質数学だから、暗記は必要ない」
ということです。
実はこれ、大きな間違いなんです。

よく、物理が得意な人が「物理は数学だ」というのを
耳にすることがあると思います。
たしかに、問題集の解説に載っている解法や思考過程は
数学と酷似しています。

しかし、実は物理には数学と違い暗記すべきものがあります。それは「」と「」です。

もちろんこれらは数学にもありますが、数学は全ての公式を覚えていなくても問題が解けたりします。
しかし、
物理の場合は、そうはいきません。

したがって、物理の勉強を始める前には必ず教科書
に目を通して、問題を考えるための定義を確認してください。

覚えるべきもの

上でも記したように、覚えるべきものは
「定義」と「公式」です。
この記事では力学におけるそれらについて紹介します。

まず最初は力学の最も基本的な定義、

1kg1m/(s^2)1N
F(N)=m(kg)×a(m/(s^2))

です。いわゆる運動方程式です。
ほとんどの問題はこれをもとに、合力を成分分解したりしてその向きを揃え、大小を比較して考えます。
これは考えて出せるものではないので、覚えましょう。

2つ目は「(low of inertia)」です。これは、

というものです。
これも考えて出せるものでないので覚えましょう。

3つ目は力の種類です。
物理学においては計算がややこしくなるため、
」「」「」「」「」「」ぐらいしか考慮しません。たまに空気抵抗を考慮する場合もありますが、稀です。したがってこれも覚えてしまいましょう。

考えること

問題に向き合う上で考えるべきことは主に3つです。
1.(0)
2.
3.
です。それぞれ説明していきます。

1.
力がつり合っている状態というのは、運動方程式において
加速度aが0なので、右辺(m×a)が0になります。
したがって、物体に働く力を全て加えていったとき、その値が0になります。
力がつり合っていない状態というのは、加速度aが0でない状態なので、つり合っている状態に加え、加速度aという
未知数が増えます。
物理学において、問題に与えられていない未知数を
用いるのはNGなので、加速度aが与えられていない限り
力がつり合っている状態を考えるべきでしょう。

2.
力というものは、必ず向きと大きさを持っています。
(持っていないものは力としてみなさないから)
物体の運動の状態を考えるために、その物体に
はたらく力について考えないといけませんが、
それらは色々な方向にはたらきます。
したがって、

成分分解というのは、本来はたらいている力を2つ以上に分けることを言います。そうです。
元あった力を平行四辺形の対角線とみなすアレです。
このようにして、物体の運動を考えます。

3.
物体にはさまざまな力がはたらいていますが、
考慮すべきは「」に記したものだけです。
しかし、それらを全て覚えたとしても、どの力がはたらいているのかわからないというのは、非常にもったいないです。
こればっかりは量をこなさないといけません。
しっかりと学習しましょう。

まとめ

上記のことをまとめましょう。
1.「定義」と「公式」は覚える
2.・力のつり合い
   ・力の向きと大きさ
   ・物体に関わる全ての大きさに着目して考える

これだけ理解すれば、全ての問題が解けると言うわけではありませんが、
これを理解せずに旧帝大や有名私立大学の物理が解けるとは思わない方がいいです。

入試において最も幅を利かせているのは、やはり問題の演習量です。
できることならいますぐに問題に取り組みましょう。

最後まで読んでいただきありがとうございました。
  • 勘違いしてはいけない・・・
  • 覚えるべきもの
  • 考えること
  • まとめ

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さとう

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